DE10000858A1

DE10000858A1 - Drahtelektrode für das funkenerosive Schneiden von Hartmetall

Info

Publication number: DE10000858A1
Application number: DE10000858A
Authority: DE
Inventors: Ingo Baumann; Bernd Barthel
Original assignee: Berkenhoff and Co KG
Current assignee: Berkenhoff and Co KG
Priority date: 2000-01-12
Filing date: 2000-01-12
Publication date: 2001-07-26
Also published as: EP1116542A3; TW521017B; EP1116542A2; US6348667B2; US20010042735A1; KR100643729B1; CN1303754A; CA2330736A1; KR20010070476A; BR0100056A; JP2001225226A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Drahtelektrode für das funkenerosive Schneiden von Hartmetall, wobei die Drahtelektrode einen Kern und zumindest eine den Kern umgebende und beim Schneiden verschleißende Mantelschicht aufweist. Bei dem funkenerosiven Schneiden von Hartmetall kommt es bisher an den nicht erodierten Flächen zu Korrosionserscheinungen wie dem Lochfraß. Gemäß der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe wird daher eine Drahtelektrode vorgeschlagen, mit welcher die Korrosion an nicht erodierten Flächen des Hartmetalls verhindert wird. Dies geschieht dadurch, dass die verschleißende Mantelschicht aus einem Metall oder aus einer Legierung besteht, welche nicht edler ist als das in dem Hartmetall enthaltene Bindemittel.

Description

Die Erfindung betrifft eine Drahtelektrode für das funkenerosive Schneiden von Hartmetall mit einem Kern und zumindest einer den Kern umgebenden und beim Schneiden verschleißenden Mantelschicht.

Mit dem Begriff Hartmetall wird eine Metall-Keramik-Verbindung bezeichnet, die als charakteristische Eigenschaft eine große Härte und einen hohen Ver schleißwiderstand, insbesondere bei hohen Temperaturen, aufweist. Trotz des Namens Hartmetall besteht das Material in der Regel nur zu einem klei nen Teil - ca. 3 bis 25 Gew-% - aus einem Metall, welches die Aufgaben ei nes Bindemittels hat. Das Bindemittel wird vor allem benötigt, um die kera mische Komponente, die Karbide, zu zementieren und dem Hartmetall die nötige Zähigkeit gegen mechanische Belastung zu verleihen. Die Karbide, die dem Hartmetall seine extreme Härte und Widerstandsfähigkeit geben, sind keramikähnliche Materialien; sie verfügen über einen hohen Korrosi onswiderstand, sind aber sehr bruchempfindlich.

Für die Herstellung hochpräziser Werkzeuge oder Matrizen müssen Hart metallblöcke mittels herkömmlicher Methoden, z. B. durch Schleifen oder Funkenerosion, bearbeitet werden. In jüngerer Zeit setzt sich dabei die Fun kenerosion dank ihrer großen Präzision, ihrer Vielfältigkeit und ihrem hohen Automatisierungsgrad, verbunden mit vorteilhaften Produktionskosten, immer rascher durch.

Problematisch ist jedoch beim funkenerosiven Schneiden von Hartmetall, dass u. a. an den nicht erodierten Oberflächen des Hartmetallblockes Loch fraß-Erscheinungen auftreten. Diese Lochfraß-Erscheinungen sind viele kleine Löcher auf oder unmittelbar unter der Oberfläche des Hartmetall blockes. Diese Lochfraß-Erscheinungen sind nicht immer mit bloßem Auge erkennbar, und die Oberfläche des Hartmetallblockes kann äußerlich völlig unversehrt aussehen. Sobald jedoch die fragliche Stelle einer Verschleißbe lastung ausgesetzt wird, treten die vorher abgedeckten Löcher zum Vor schein. Die Löcher entstehen bei der Korrosion von Hartmetall. Dabei han delt es sich um einen elektrochemischen Vorgang, der die gesamte Oberflä che des im wässrigen Dielektrikums eingetauchten Blockes angreift. Die Korrosion verursacht ein Auswaschen der metallischen Phase des Hart metalls, verbunden mit einer Freisetzung von dem in dem Hartmetall ent haltenen Metall im Dielektrikum.

Die elektrochemische Korrosion von Hartmetallen besteht in einer von der Oberfläche ausgehenden Zerstörung des Hartmetallgefüges. Sie beruht auf einer Auflösung des in dem Hartmetall enthaltenen Metalls. Ursache ist hier bei die Anwesenheit eines zweiten, edleren Metalls, dessen Standard-Elek trodenpotential also höher ist als das des korrodierenden Metalls des Hart metalles. Die elektrochemische Korrosion findet dabei an der Anode einer elektrochemischen Korrosionszelle statt und kann nur in Gegenwart eines Elektrolyten (Dielektrikums) erfolgen.

Diese Bedingen sind beim funkenerosiven Schneiden von Hartmetall erfüllt. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Drahtelektrode vorzuschlagen, mit welcher die Korrosion der nicht erodierten Flächen des Hart metallblockes verhindert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die verschlei ßende Mantelschicht der Drahtelektrode aus einem Metall oder aus einer Metall-Legierung besteht, welche nicht edler als das in dem Hartmetall ent haltene Bindemittel ist. So lösen sich zwar während des Schneidens durch den Verschleiß der Mantelschicht Metallteilchen der Mantelschicht ab und verbleiben in dem Dielektrikum. Da diese Metallteilchen jedoch nicht edler als das in dem Hartmetall enthaltene Metall sind, kann es, sobald die Metallteil chen mit dem Hartmetallblock in Kontakt treten, daher nicht zu der elektro chemischen Korrosion, d. h. zum Lochfraß des Hartmetalles kommen. Die während des Schneidens in das Dielektrikum geratenden Metallteilchen sind damit nicht edler als die Metall-Legierung des Hartmetalls und die elektroche mische Korrosion des Hartmetalls bleibt aus. Folglich können auch die Lochfraß-Erscheinungen in dem Hartmetallblock nicht mehr auftreten.

In der Regel enthält der Hartmetallblock als Bindemittel Kobalt. Kobalt hat ein Elektrodenpotential von ca. ϕ₀ = -0,28 V, bezogen auf eine Standard-Was serstoffelektrode. Das in der verschleißenden Mantelschicht enthaltene Me tall oder die in der verschleißenden Mantelschicht enthaltenen Metall-Legie rungen haben also vorteilhaft ein Elektrodenpotential, welches kleiner oder gleich ϕ₀ = -0,28 V ist. Dabei kann es sich somit z. B. um Aluminium, Magne sium, Zink oder Eisen handeln.

Gemäß der Erfindung kann die Drahtelektrode einen Kern aus Stahl aufwei sen. Auf diesem Kern aus Stahl kann vorteilhaft eine Mantelschicht aus Zink aufgetragen sein.

Andererseits kann der Kern der Drahtelektrode gemäß der Erfindung auch aus einer Kupfer-Legierung oder aus Kupfer bestehen. Auf einen derartigen Kern ist eine zumindest zum Teil verschleißende Mantelschicht aus Stahl aufgebracht. Erfindungsgemäß kann auf diese Stahlschicht eine Zinkschicht aufgetragen sein. Bei einer derartigen Drahtelektrode dürfen nur die Mantel schichten, nicht jedoch der Kern verschleißen.

Claims

1. Drahtelektrode für das funkenerosive Schneiden von Hartmetall mit einem Kern und zumindest einer den Kern umgebenden und beim Schneiden ver schleißenden Mantelschicht, dadurch gekennzeichnet, dass die verschleißende Mantelschicht aus einem Metall oder aus einer Me tall-Legierung besteht, welche nicht edler als das in dem Hartmetall enthal tene Bindemittel ist.

2. Drahtelektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Metall oder die Metall-Legierung ein Elektrodenpotential aufweist, das kleiner oder gleich ist als ϕ₀ = -0,28 V, bezogen auf eine Standard-Wasserstoffe lektrode.

3. Drahtelektrode nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Drahtelektrode einen Kern aus Stahl aufweist.

4. Drahtelektrode nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mantelschicht aus Zink oder einer Zink-Legierung besteht.

5. Drahtelektrode nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern aus Kupfer oder einer Kupfer-Legierung besteht, die mit einer Mantelschicht aus Eisen oder einer Eisen-Legierung bedeckt ist.

6. Drahtelektrode nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine weitere äußere verschleißende Mantelschicht aus Zink oder Zink-Legierung aufgebracht ist.

7. Verwendung einer Drahtelektrode nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zum funkenerosiven Schneiden von Hartmetall.